一年后的1930年底，粟裕走上了高级指挥员行列，出任红六十四师师长。这个师虽然是装备简陋的师级单位，却与红军主力林彪的红四军一样，一度直属红一方面军总部指挥，归总司令朱德、政委毛泽东直接指挥。
粟裕与毛泽东的接触因此多了起来，开始正儿八经学打仗。在第一次反“围剿”中，还给毛泽东献了一条锦囊妙计，因此大获全胜，活捉了张辉瓒。
1931年5月第二次反“围剿”时，粟裕带红六十四师与黄公略的红三军一起，在板坑打败了蒋介石的公秉藩部。
战后，他与政委高自立将战况及下一步如何行动的请示写成短信，派通信员送交毛泽东、朱德：
总司令
政治委员
职部……于午前十一时许在板坑右翼高山与敌公秉藩接触，直至午后五时敌始溃散……职部自昨日出发后与（红）三军全无联络，未知各方情况如何？行动如何？望示知。
兹送上
